(57)【要約】【課題】  燃焼発停の頻度を少なくするとともに、高燃焼と低燃焼で燃焼量を変更する頻度も少なくする。【解決手段】  ２本のバーナノズル３・４を持ったバーナ２を設けておき、一方のバーナノズルからのみ燃料を噴射する低燃焼と、両方のバーナノズルから燃料を噴射する高燃焼とで燃焼量の変更を可能としているボイラにおいて、２本のバーナノズルは燃料噴射量の異なる小容量ノズル４と大容量ノズル３とし、小容量ノズル４を使用する低燃焼を小容量低燃焼、大容量ノズル３を使用する低燃焼を大容量低燃焼としておき、前記２種類の低燃焼を選択して行うように設定していることを特徴とする。【選択図】図１
2005055118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のバーナノズルを持ったバーナを設けておき、一方のバーナノズルからのみ燃料を噴射する低燃焼と、両方のバーナノズルから燃料を噴射する高燃焼とで燃焼量の変更を可能としているボイラにおいて、２本のバーナノズルは燃料噴射量の異なる小容量ノズルと大容量ノズルとし、小容量ノズルを使用する低燃焼を小容量低燃焼、大容量ノズルを使用する低燃焼を大容量低燃焼としておき、前記２種類の低燃焼を選択して行うように設定していることを特徴とする頻繁な燃焼量の変更を防止するボイラ。
【請求項２】
請求項１に記載の頻繁な燃焼量の変更を防止するボイラにおいて、通常は小容量ノズルを用いる小容量低燃焼を実行するようにしておき、低燃焼を開始してから高燃焼を開始するまでの時間が設定時間Ｔより短かった場合、次回の低燃焼時には大容量ノズルを用いる大容量低燃焼を実行するように設定していることを特徴とする頻繁な燃焼量の変更を防止するボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は頻繁な燃焼量の変更を防止するボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラは燃焼開始前に炉内を換気する必要があり、換気を行うと炉内の熱を排出することになるために熱の損失が発生する。そのため、２本のバーナノズルを持ったバーナを設けておき、一方のバーナノズルからのみ燃料を噴射する低燃焼と、両方のバーナノズルから燃料を噴射する高燃焼とで燃焼量の変更を可能としておき、蒸気使用量が少ないために蒸気圧力値が上昇した場合には、低燃焼を行うことで蒸気圧力値の上昇を抑え、燃焼の発停頻度を少なくしているボイラが広く普及している。ただし、この場合であっても、蒸気使用量が低燃焼の蒸気供給量より少なければ低燃焼でも蒸気圧力値が上昇し続けるために燃焼の発停が必要となる。
【０００３】
低燃焼での燃焼量を小さくすることで、燃焼発停の頻度をより少なくすることができるため、特開平１０−３１８５０２号公報に記載しているように高燃焼ノズルと低燃焼ノズルで燃料噴射量を異ならせておき、低燃焼時には燃料噴射量の少ない低燃焼ノズルからのみ燃料を噴射し、高燃焼時には燃料噴射量の少ない低燃焼ノズルと燃料噴射量の多い高燃焼ノズルの両方から燃料を噴射することでターンダウン比を大きくすることも行われていた。低燃焼と高燃焼での燃焼量の差を大きくし、低燃焼時の燃焼量を少なくすることで、低燃焼時の蒸気圧力値上昇速度が遅くなり、低燃焼を継続する時間が長くなるため、燃焼発停の頻度を少なくすることができる。しかしこの場合、従来例の蒸気圧力値と燃焼量を示した図３に記載しているように、蒸気使用量が低燃焼での蒸気供給量より大きく、低燃焼では蒸気圧力値が低下するという場合、低燃焼と高燃焼での燃料量の差を大きくすることによって、低燃焼時の蒸気供給量が少なくなっているため、低燃焼実施時にはすぐに蒸気圧力値が低下することになり、低燃焼と高燃焼とで燃焼量を頻繁に変更しなければならなくなる。燃焼量変更には燃料供給量と燃焼用空気供給量を変更する必要があり、機械的な動作を伴うため、燃焼量変更の頻度が増加すると故障が発生しやすくなるという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−３１８５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、燃焼発停の頻度を少なくするとともに、高燃焼と低燃焼で燃焼量を変更する頻度も少なくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、２本のバーナノズルを持ったバーナを設けておき、一方のバーナノズルからのみ燃料を噴射する低燃焼と、両方のバーナノズルから燃料を噴射する高燃焼とで燃焼量の変更を可能としているボイラにおいて、２本のバーナノズルは燃料噴射量の異なる小容量ノズルと大容量ノズルとし、小容量ノズルを使用する低燃焼を小容量低燃焼、大容量ノズルを使用する低燃焼を大容量低燃焼としておき、前記２種類の低燃焼を選択して行うように設定していることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記の頻繁な燃焼量の変更を防止するボイラにおいて、通常は小容量ノズルを用いる小容量低燃焼を実行するようにしておき、低燃焼を開始してから高燃焼を開始するまでの時間が設定時間Ｔより短かった場合、次回の低燃焼時には大容量ノズルを用いる大容量低燃焼を実行するように設定していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明を実施することで、燃焼発停の頻度を少なくすることと、高燃焼と低燃焼で燃焼量を変更する頻度を少なくすることを両立させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明装置の１実施例であるボイラの概要図、図２は１実施例の蒸気圧力値と燃焼量を示した説明図である。ボイラの上部には下向きに火炎を発生させるバーナ２を設けており、バーナ２には大容量ノズル３と小容量ノズル４を設けている。バーナ２へ燃料を供給する燃料供給配管５は途中で大容量ノズル用燃料供給配管１２と小容量ノズル用燃料供給配管１３に分岐し、大容量ノズル３と小容量ノズル４にそれぞれ接続している。大容量ノズル用燃料供給配管１２の途中には大容量ノズル用電磁弁６、小容量ノズル用燃料供給配管１３の途中には小容量ノズル用電磁弁７を設けており、これらの電磁弁によって燃料供給の制御を行う。バーナ２へ供給する燃焼用空気は給気装置１０から送っており、給気装置１０は風量調節手段（図示せず）によって風量の調節を可能としておく。ボイラは下部の給水配管８より給水を行い、上部の蒸気配管９より蒸気を取り出しており、蒸気部に蒸気圧力値を検出する圧力検出装置１を設けておく。圧力検出装置１、大容量ノズル用電磁弁６、小容量ノズル用電磁弁７、給気装置１０は、制御装置１１にそれぞれ接続しており、制御装置１１は圧力検出装置１で検出する蒸気圧力の値に応じて、大容量ノズル用電磁弁６、小容量ノズル用電磁弁７、給気装置１０の制御を行う。
【０００９】
大容量ノズル用燃料供給配管１２を通して大容量ノズル３から噴射する燃料の量は、小容量ノズル用燃料供給配管１３を通して小容量ノズル４から噴射する燃料量の２倍、つまり両ノズルから燃料を噴射している場合は、燃料供給配管５を送られてきた燃料の２／３が大容量ノズル用燃料供給配管１２を通して大容量ノズル３より噴射し、１／３が小容量ノズル用燃料供給配管１３を通して小容量ノズル４より噴射するように設定する。また、給気装置１０からの燃焼用空気供給量は、小容量ノズル４のみによって燃料噴射している場合に応じた供給量である小容量低燃焼風量、大容量ノズル３のみによって燃料噴射している場合に応じた供給量である大容量低燃焼風量、小容量ノズル４及び大容量ノズル３の両方によって燃料噴射している場合に応じた供給量である高燃焼風量の設定を行っておき、燃焼量に応じた燃焼用空気供給量とするようにしておく。
【００１０】
制御装置１１は、圧力検出装置１によって検出される蒸気圧力値が、高燃焼用設定値より低くなると高燃焼を開始、低燃焼用設定値より高くなると低燃焼を開始、停止用設定値より高くなると燃焼停止とするように３位置で燃焼量を制御する。高燃焼の場合、大容量ノズル用電磁弁６と小容量ノズル用電磁弁７を開き、大容量ノズル３と小容量ノズル４の両方から燃料を噴射する。この場合の燃料噴射量は、大容量ノズル３から噴射する燃料量と小容量ノズル４から噴射する燃料量を合計したものであって、最大の燃焼量である１００％の燃焼量となり、給気装置１０は高燃焼風量で燃焼用空気を供給する。
【００１１】
低燃焼の場合、小容量ノズル用電磁弁７又は大容量ノズル用電磁弁６のいずれかを開き、電磁弁を開いた側のノズルから燃料を噴射する。小容量ノズル用電磁弁７のみを開く小容量低燃焼の場合、燃料噴射量は小容量ノズル４で噴射する燃料量のみであるので、大容量ノズル３と小容量ノズル４の両方から噴射する場合の１／３であり、約３３％の燃焼量となる。給気装置１０は、小容量ノズル用電磁弁７のみを開く小容量低燃焼の場合には小容量低燃焼風量で燃焼用空気を供給する。
【００１２】
大容量ノズル用電磁弁６のみを開く大容量低燃焼の場合、燃料噴射量は大容量ノズル３で噴射する燃料量のみであるので、大容量ノズル３と小容量ノズル４の両方から噴射する場合の２／３であり、約６７％の燃焼量となる。給気装置１０は、大容量ノズル用電磁弁６のみを開く大容量低燃焼の場合は大容量低燃焼風量で燃焼用空気を供給する。
【００１３】
制御装置１１には、蒸気圧力値が低燃焼用設定値よりも高くなって低燃焼を開始したときから、蒸気圧力値が高燃焼用設定値よりも低くなって高燃焼を開始するまでの時間の計測するようにしておき、通常の低燃焼時には小容量ノズル４による小容量低燃焼を実施するが、計測した時間があらかじめ定めておいた設定時間Ｔよりも短かった場合は、次回の低燃焼時に大容量ノズル３による大容量低燃焼を実施するように設定しておく。
【００１４】
図２に基づいて蒸気圧力値と燃焼制御の説明を行う。図２は高燃焼を開始した状態からスタートしている。高燃焼の場合、制御装置１１は大容量ノズル用電磁弁６と小容量ノズル用電磁弁７を開くことで１００％の燃料量とする。高燃焼とすれば蒸気発生量が大きくなるため、圧力検出装置１で検出している蒸気圧力の値は上昇する。蒸気圧力値が上昇して低燃焼用設定値に到達すると、制御装置１１は高燃焼から低燃焼へ燃焼量を減少する。通常の低燃焼は小容量ノズル４による小容量低燃焼を行うため、制御装置１１は大容量ノズル用電磁弁６を閉じることで大容量ノズル３からの燃料噴射を停止し、小容量ノズル４から噴射している燃料と小容量低燃焼風量で小容量低燃焼を行う。また、制御装置１１では同時に経過時間の計測を開始しておく。小容量低燃焼は高燃焼の１／３の燃焼量であり、蒸気供給量も約１／３に激減するため、圧力検出装置１で検出している蒸気圧力値は急速に低下している。蒸気圧力値が高燃焼用設定値まで低下すると、制御装置１１は閉じていた大容量ノズル用電磁弁６を開き、燃焼用空気供給量を高燃焼風量として高燃焼を開始するとともに、低燃焼を開始した時から高燃焼を開始するまでの計測時間ｔ１を算出する。制御装置１１では、計測時間ｔ１と設定時間Ｔを比較し、計測時間ｔ１が設定時間Ｔよりも短かった場合、次回の低燃焼時には大容量低燃焼を実施するとの決定を行っておく。
【００１５】
再び高燃焼を行うことで蒸気圧力値が低燃焼用設定値まで上昇すると、制御装置１１は低燃焼とするが、前回の低燃焼時における計測時間ｔ１が設定時間Ｔより短かったため、今回の低燃焼は大容量低燃焼を実施する。大容量低燃焼の場合、制御装置１１は小容量ノズル用電磁弁７を閉じることで小容量ノズル４からの燃料噴射を停止し、大容量ノズル３から噴射している燃料と大容量低燃焼風量で大容量低燃焼を行う。大容量低燃焼は高燃焼の２／３の燃焼量であり、蒸気供給量も約２／３であるため、圧力検出装置１で検出している蒸気圧力値の低下は緩やかになっている。蒸気圧力値が高燃焼用設定値まで低下すると、制御装置１１は閉じていた小容量ノズル用電磁弁７を開き、燃焼用空気供給量を高燃焼風量として高燃焼を開始するとともに、低燃焼を開始した時から高燃焼を開始するまでの計測時間ｔ２を算出する。制御装置１１では、計測時間ｔ２と設定時間Ｔを比較し、計測時間ｔ２が設定時間Ｔよりも短かければ次回の低燃焼時には大容量低燃焼を実施するが、計測時間ｔ２が設定時間Ｔよりも長いため、次回の低燃焼時には通常の低燃焼である小容量低燃焼を実施することの決定を行う。
【００１６】
低燃焼を開始してから高燃焼を開始するまでの時間は、蒸気使用量と蒸気供給量の関係で決まり、蒸気使用量が多くなり蒸気供給量が少なくなるほど、蒸気圧力値の低下速度が速まるために時間は短くなる。蒸気使用量が多くて高燃焼を開始するまでの時間が短くなる場合には、低燃焼時の蒸気供給量を多くすることで、高燃焼となるまでの時間を長くすることができ、その分低燃焼と高燃焼の変更頻度を少なくすることができる。
また、蒸気使用量が少なくて停止と低燃焼を繰り返す場合には、小容量低燃焼を行うことで燃焼の発停頻度は少なくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明装置の１実施例であるボイラの概要図
【図２】１実施例の蒸気圧力値と燃焼量を示した説明図
【図３】従来例の蒸気圧力値と燃焼量を示した説明図
【符号の説明】
【００１８】
１  圧力検出装置      
２  バーナ      
３  大容量ノズル        
４  小容量ノズル      
５  燃料供給配管            
６  大容量ノズル用電磁弁        
７  小容量ノズル用電磁弁
８  給水配管
９  蒸気配管
１０  給気装置
１１  制御装置
１２  大容量ノズル用燃料供給配管
１３  小容量ノズル用燃料供給配管
【図１】
2005055118.tif 000003
【図２】
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【図３】
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